經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）結(jié)合認(rèn)知訓(xùn)練（三）——對(duì)工作記憶及其他認(rèn)知能力的影響

更新時(shí)間：2021-07-08 10:32:36

經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）結(jié)合認(rèn)知訓(xùn)練（三）——對(duì)工作記憶及其他認(rèn)知能力的影響

上兩期文章我們一起學(xué)習(xí)了認(rèn)知訓(xùn)練聯(lián)合tDCS技術(shù)對(duì)感知、注意力和決策能力的影響，**我們將繼續(xù)與大家分享認(rèn)知訓(xùn)練聯(lián)合tDCS技術(shù)對(duì)工作記憶、其他認(rèn)知能力的影響，以及對(duì)該治療方法的總結(jié)和展望。

對(duì)工作記憶的影響

工作記憶（working memory，WM）又稱操作記憶，是在短時(shí)間內(nèi)保存和處理信息的能力，是復(fù)雜認(rèn)知功能的主要組成部分。研究發(fā)現(xiàn)，工作記憶主要激活腦區(qū)是DLPFC以及頂葉。工作記憶在我們的日常生活中起著非常重要的作用，被認(rèn)為是人類進(jìn)行學(xué)習(xí)、理解、推理等高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)的核心。

關(guān)于工作記憶的研究相對(duì)較多。Martin等在2019年對(duì)遺忘性輕度認(rèn)知障礙患者進(jìn)行了為期5周的實(shí)驗(yàn)。68名患者隨機(jī)接受認(rèn)知訓(xùn)練和左側(cè)DLPFC的tDCS刺激（2mA/30min、0.016mA/30min）或者假刺激（0.016mA，60min）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，認(rèn)知訓(xùn)練和真刺激組合在治療后績(jī)效顯著提高，兩組被試記憶力在3個(gè)月的隨訪中較治療前有很大改善。

Au等招募62名健康大學(xué)生隨機(jī)分成三組進(jìn)行7天的視覺空間記憶n-back訓(xùn)練，同時(shí)接受刺激，并且隨訪時(shí)被試（41名）進(jìn)行n-back任務(wù)和Backward Block-tapping任務(wù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)真刺激時(shí)，n-back任務(wù)的平均水平顯著提高，并發(fā)現(xiàn)一個(gè)間隔效應(yīng)，即在真刺激時(shí)有兩天間隔的組比連續(xù)組n-back水平更高。在隨訪時(shí)，發(fā)現(xiàn)真刺激組與假刺激組之間有顯著差異。這些結(jié)果表明，tDCS刺激可以提高健康年輕人工作記憶訓(xùn)練的績(jī)效，而且可以提高訓(xùn)練中學(xué)習(xí)的速度。

研究者在研究認(rèn)知訓(xùn)練和刺激結(jié)合技術(shù)可以增強(qiáng)工作記憶的同時(shí)，也更加關(guān)注其遷移作用。Ruf等在2017年對(duì)71名成年健康人進(jìn)行左側(cè)和右側(cè)DLPFC的陽極tDCS刺激，以及空間和語言工作記憶的訓(xùn)練。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，tDCS刺激可以增強(qiáng)訓(xùn)練的效果，并且影響可以轉(zhuǎn)移到未經(jīng)訓(xùn)練的任務(wù)上，而且tDCS刺激增強(qiáng)學(xué)習(xí)的效果可以持續(xù)9個(gè)月。作者指出，tDCS刺激的效果取決于訓(xùn)練前的基線水平，工作記憶能力相對(duì)較低的參與者獲益更多，而工作記憶表現(xiàn)較高的參與者從刺激中獲益較少。

上述研究結(jié)果的差異，可能是由于個(gè)體差異、基線水平的不同、電流密度和強(qiáng)度的不同以及訓(xùn)練和刺激組合方式的不同等造成的。因此，今后的研究應(yīng)該探索更加精確的模式和實(shí)驗(yàn)參數(shù)的設(shè)置，有助于未來更好地應(yīng)用于健康人群和臨床患者。

對(duì)其他認(rèn)知能力的影響

目前為止，認(rèn)知訓(xùn)練和tDCS刺激組合技術(shù)不僅有工作記憶、注意力等具體認(rèn)知能力的研究，也有一些其他認(rèn)知能力的研究。

對(duì)于學(xué)習(xí)能力的研究，Ownby等通過游戲訓(xùn)練和陽極tDCS刺激（1.5mA，20min）DLPFC的研究發(fā)現(xiàn)，HIV患者的認(rèn)知功能中學(xué)習(xí)、記憶和運(yùn)動(dòng)速度得到改善。

Costanzo等在2018年對(duì)有閱讀障礙的兒童和青少年進(jìn)行了研究，他們通過tDCS刺激與閱讀訓(xùn)練的組合來研究改善的長(zhǎng)期影響，26名閱讀障礙患者兒童和健康青少年接受了6周的治療，對(duì)顳頂區(qū)域進(jìn)行左側(cè)陽極或者右側(cè)陰極的tDCS刺激，同時(shí)進(jìn)行閱讀訓(xùn)練。通過真刺激組、假刺激組、治療前、治療后、治療后一個(gè)月和六個(gè)月的對(duì)比分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)真刺激組閱讀能力有長(zhǎng)期的改善。

對(duì)于其他障礙患者改善認(rèn)知能力的研究，Segrave等對(duì)27名患有重度抑郁的成年人進(jìn)行認(rèn)知控制訓(xùn)練和tDCS刺激的實(shí)驗(yàn)，三組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)都表現(xiàn)出抑制程度的改善，但只有認(rèn)知訓(xùn)練和tDCS刺激組合組表現(xiàn)出持久的抗抑郁反應(yīng)。

Gonzalez等對(duì)5名輕度認(rèn)知障礙老年患者進(jìn)行刺激左側(cè)DLPFC的研究，實(shí)驗(yàn)中患者接受單獨(dú)認(rèn)知訓(xùn)練、假tDCS刺激和認(rèn)知訓(xùn)練組合以及tDCS刺激和認(rèn)知訓(xùn)練組合。結(jié)果發(fā)現(xiàn)tDCS刺激對(duì)處理速度、選擇性注意以及計(jì)劃能力的績(jī)效和完成時(shí)間方面有顯著的影響。

佟建霞等對(duì)62例腦梗死后認(rèn)知障礙患者進(jìn)行治療，治療4周后填寫簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查量表、蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表以及日常生活能力評(píng)分表。結(jié)果顯示，tDCS刺激結(jié)合認(rèn)知訓(xùn)練可改善腦梗死患者的認(rèn)知功能（定向、注意、記憶、計(jì)算、語言等）以及日常生活活動(dòng)能力，效果顯著高于對(duì)照組。

對(duì)于健康者來說，Looi等對(duì)30名健康成年人給予雙側(cè)DLPFC的tDCS刺激(1mA，30min)，并同時(shí)進(jìn)行認(rèn)知訓(xùn)練。在訓(xùn)練前后以及結(jié)束兩個(gè)月后，進(jìn)行數(shù)學(xué)成績(jī)和工作記憶能力（語言和視覺空間）的測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行真刺激的被試在游戲中的表現(xiàn)明顯優(yōu)于假刺激組，并產(chǎn)生了工作記憶的遷移效應(yīng)。此外，發(fā)現(xiàn)基線水平數(shù)學(xué)能力較低的人群中，訓(xùn)練的改善效果更明顯，這表明該方法可以減少個(gè)體之間認(rèn)知能力的差距。真刺激組在2個(gè)月后訓(xùn)練的影響仍然存在，這表明該方法可以長(zhǎng)期提高人類的學(xué)習(xí)和認(rèn)知。

總結(jié)和展望

認(rèn)知訓(xùn)練和tDCS刺激組合的方法，不僅可以用于正常人感知能力、注意力、工作記憶、決策能力等認(rèn)知功能的提升，還可以用于患者（中風(fēng)、抑郁、阿爾茲海默病等）認(rèn)知障礙的康復(fù)中，并能取得很好的效果。

但是到目前為止，認(rèn)知訓(xùn)練和tDCS刺激組合方法研究仍存在以下不足如治療過程中的各治療參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)等目前仍不明確；同一刺激位置和同一訓(xùn)練范式的結(jié)果也有很大差異，可能與人類的基線水平等相關(guān)因素有關(guān)，仍需要進(jìn)行系統(tǒng)的研究。

綜上所述，認(rèn)知訓(xùn)練和刺激組合方法還有很多環(huán)節(jié)值得研究，而且目前對(duì)于健康青年認(rèn)知能力提升的研究相對(duì)較少，對(duì)于患者的研究則很多是試點(diǎn)研究。在未來的研究中，可以增加健康人群面向復(fù)雜任務(wù)能力提升的研究，有望應(yīng)用于航天、軍事等領(lǐng)域。對(duì)于認(rèn)知障礙患者的研究則應(yīng)擴(kuò)大樣本量，并且隨著機(jī)制的完善，更多地用于老年群體的認(rèn)知能力提升。

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